井下运输设备及选型

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1、运输设备选型和能力计算书神木县店塔镇石岩沟煤矿第一节提升设备一、主斜井带式输送机（一）设计基础资料1、设计条件该矿设计生产能力为1.20Mt/a,主井采用斜井开拓方式，带式输送机运输，倾角为16o向上运输。本矿初期井筒掘至5-1煤层，本矿初期开采3-1煤层，原煤经3-1煤盘区主运大巷带式输送机转运至3-1煤主运输暗上山带式输送机，经4-3煤仓缓冲后，给入5-1煤主运输大巷带式输送机，再搭接至主斜井带式输送机，运输至地面。后期开采5-1煤层，采用长壁综采采煤法，工作面原煤经5-1煤主运输大巷带式输送机运至主斜井带式输送机上，运输至地面。矿井年工作日为330天，日净提升时间16小时。2、带式输送机

2、设计原始数据带式输送机设计原始数据见表7-1-1。表7-1-1带式输送机设计原始数据表项目单位数量项目单位数量矿井井型Mt/a1.20堆积密度kg/m3900工作制度班/d3粒度mm0300输送机运距m568最大块度比例%一总提升高度m75.8水分r%9.37最大倾角016静堆积角45环境温度C20含肝率%5（二）主斜井原煤输送能力的选择矿井设计生产能力1.20Mt/a,5-1煤大巷与主斜井皮带机直接搭接，无缓冲煤仓，主斜井带式输送机的运输能力按照井下采掘工作面设备生产能力的峰值叠加来确定。根据矿井的开拓部署和工作面装备情况，设计确定主斜井带式输送机运量为Q=1000t/ho（三）带式输送机的

3、配置选型和计算1、输送机的运输能力与输送机的带宽和带速成正比，运输能力一定时，带宽与带速成反比。带式输送机越宽需要巷道断面越大，巷道工程量则越大，投资相应增高。提高带速相对有利，因带速越高，物料线密度越小，所需胶带强度越低，减速系统传动比减小，整机费用降低。但提高带速必须有以下条件保证：高质量托辗；输送机安全保障，因速度越高，越易发生机械人身事故；输送机安装质量，安装质量差时物料在胶带上跳动，使机架、托辗产生动应力，输送机带易跑偏；通风要求：带速太高，容易在升巷内扬起煤尘，增加煤尘爆炸的危险，成为矿井的安全隐患。带速如果大于5m/s,托辗直径相应地必须大于？159mm,作为易损耗品的托辗配件供

4、应成本很高；同时带速太高胶带磨损加剧，物料对托辗的冲击增大，从而降低了输送机托辗、胶带等部件的寿命，同时输送机产生共振危害的可能性增大。所以带速取值不仅在理论上要求合理可行，而且必须与国内制造安装水平及矿井通风安全要求相适应。目前国内长距离、大运量带式输送机随着各制造厂商相继引进国外托辗、驱动装置等先进技术，向高带速方向发展。综合以上因素,并结合本矿井的实际情况，确定该主斜井带式输送机速度不大于3.15m/s主斜井带式输送机采用机头双传动滚筒驱动，头部卸载、尾部拉紧的方式。2、带式输送机设计计算带宽B=1000mm,运输量Q=1000t/h,带速V=3.15m/s,斜长L=568m,提升角度6

5、=016,提升高度H=75.8m,胶带强度选用钢丝纯芯ST1000,qB=23.1kg/m,qGG216.091=5.36kg/m。aU3(1)圆周驱动力计算主要阻力FHFH=fLgqR0+qRu+(2qB+qG)cos6f模拟摩1S系数，取f=0.03;L输送机长度，L=568m;g重力加速度，g=9.81kg/m；qR0承载分支托辗组每米长度旋转部分重量，qR0=15.75kg/m；qRu回程分支托辗组每米长度旋转部分重量，qRu=5.36kg/m；qB每米长度输送带质量，qB=23.1kg/m;qG每米长输送物料质量，qG=88.18kg/m；输送机倾角，6=016。Q10003.6v3

6、.63.15=88.18kg/m。传动滚筒直径为？1000mm,双滚筒双电机驱动,35槽型托辗，下托辗采用平形托辗，托辗直径选用？133mm,上托辗采用G118.9,qR0=15.75kg/m;qRua01.2贝UFH=0.03X568X9.81X15.75+5.36+(2X23.1+88,18)cos16=25122N。附加阻力FNFN=(L+100)+L-1)XFH=4423N。主要特种阻力FS1FS1=F+FgiF前倾托辗阻力，本输送机采用调心托辗，故F=0附加特种阻力FS2Fs2=AXpX33=(0,01+0,015)X105X0,7=1750NO倾斜阻力FstFst=qGXgXH=8

7、8.18X9.81X75.8=65570N。圆周驱动力FUFU=FH+FN+FS1+FS2+Fst=25122+4423+956+1750+65570=97821N(2)驱动功率计算传动滚筒轴功率PA=FUXv/1000=97821X3.15/1000=308.14kW电动机功率PM=PA/q,)=1.4X308.14=431.4kWo设计选用双滚筒双电机+调速型液力偶合器驱动装置，取电动机功率为N=2X250kW,型号为YB3-355M2-4,电压等级U=660/1140V。(3)各点张力计算贝Fs1=Fgi=22u21vgl_0.70.3086v2 2b,2 23.152 29009,81

8、60.612 2=956N带式输送机布置示意见图7-1-1。图7-1-1带式输送机布置示意图Fmax=Si=118200.5N,静安全系数m=1000Xl000+118200.5=8.46,满足安全系数79的要求。60v603.15,n2=60.19。i=1500=24.92,设计取减速器速比i=25。电60.19设计选用的M3PSF70+2FAN型减速器，速比i=25,安全系数FS=2.191.8满足。神木德林矿业有限公司SHLMMUSHLMMUUtUtI IINMiWMJINMiWMJ心O.-LIUO.-LIU第一传动滚筒围包角取a1=170,第二传动滚筒围包角a2=200,查表得eH1=

9、2.82,e22=3.4O先设第二传动滚筒e”2使用足，则PI=P2=97821+2=48910.5NOe22223.4Si-2=P2X=48910.5X=69290NOe222213.41S2=SI-2-P2=69290-48910.5=20379.5NJOSI=SI-2+PI=69290+48910.5=118200.5N=118200.5=1.70602.82（y两Ji!）0S1-269290269290=3.403.4（才两Jil）oS220379.5经计算，各点张力Si=118200.5N,S2=20379.5N,S3=S4=25137N。输送带下垂度校核:a。&QG）gh8（-）a

10、dm=16375NS3=25137N（满足）。aF回minaU；Bg=8498N输大巷带式输送机运输能力确定为Q=1000t/h,3-1煤盘区主运大巷带式输送机及3-1煤暗上山主运输大巷带式输送机运输能力均确定为Q=1500t/ho根据5-1煤大巷运输能力确定5-1煤运输机带宽为B=1000mm,带速V=3.15m/s,根据3-1煤大巷运输能力确定3-1煤运输机带宽为B=1200mm,带速V=3.15m/s,上托辗选用三辗式槽型托辗， 托辗槽角为35,辗径为133mm；下托辗采用平形托辗，辗径为133mme5-1煤主运输大巷带式输送机长度1060m倾角a=0-800下运。3-1煤盘区主运大巷带

11、式输送机长度1720m倾角a=00水平运输。3-1煤暗上山主运输大巷带式输送机长度720ml倾角a=0-800下运。三、带式输送机设计计算1、5-1煤主运输大巷带式输送机带宽B=1000mm,运输量Q=1000t/h,带速V=3.15m/s,全长L=1060m,提升角度a=0-800下运，提升高度H=-22m,胶带型号ST1000,qB=23.1kg/m;qG主要阻力FHFH=fLgqRO+qRu+(2qB+qG)cos5f模拟摩1S系数，取f=0.03;L输送机长度，L=1060m；g重力加速度，g=9.81kg/m；qR0承载分支托辗组每米长度旋转部分重量，qR0=15.75kg/m；qR

12、u回程分支托辗组每米长度旋转部分重量，qRu=5.36kg/m；qB每米长度输送带质量，qB=23.1kg/m;qG每米长输送物料质量，qG=88.18kg/m；输送机倾角，6=0-80下运。MFH=0.03X1060X9.81X(15.75+5.36+2X23.1+88.18)=48506N。附加阻力FNFN=(L+100)+L-1)XFH=4576N。主要特种阻力FSIQ1000=88.18kg/m；qR0=3.6v3.63.15(1)圆周驱动力计算G118.9a01.2G216.09,=15.75kg/m；qRu=jj=5.36kg/m0FS1=F+Fgl盘杏匍怀芈惠喝金20.70.30

13、8629009.81622=956NO3.1520.612附加特种阻力FS2FS2=AXpX33=(0.01+0.015)X105X0.7=1750NO倾斜阻力FstFSt=qGXgXH=-88.18X9.81X22=-19031N。圆周驱动力FUFU=FH+FN+Fsi+FS2+Fst=48506+4576+956+1750-19031=36657(2)驱动功率计算传动滚筒轴功率PA=FUXv/1000=36657X3.15/1000=115.5kW电动机功率PM=PA/(刀刀,刀)=1.4X115.5=161.7kW0电动机功率取N=2X160kW。电动机选用YB3-355M2-4防爆电机

14、，电压等级U=660/1140V,数量两台。(3)张力计算输送带不打滑条件校核输送带不打滑条件为:1F2(S1)minFUmaxe1式中：Fumax=KAXFU=1.5X36657=54986N。根据给定条件，取以=0.35,巾=200,查表得e=3.4。则F2(S1)min22911N。输送带下垂度校核F承mina0(qBqG)g=16375N31789N(满足)。8凸admaF回minaU；Bg=8498N1.8,满足要求。(6)液力耦合器设计选用YOXVRZ560型液力耦合器， 数量两台， 采用水为介质， 传递功率范围为120270kW。(7)制动器选型制动器安装于高速轴端，经计算所需制

15、动力矩Mz=1098Nm,设计选用BYWZ5-400/121电力液压块式制动器，额定制动力矩为10002000Nm,满足要求。(8)拉紧装置的选择该皮带机拉紧装置选用中国矿大自控液压拉紧，在皮带机机头传动部分安装，型号为ZYJ系列，最大拉紧力为F=130kN,小车拉紧行程为S=10m。2、3-1煤盘区主运大巷带式输送机带宽B=1200mm,运输量Q=1500t/h,带速V=3.15m/s,全长L=1000m(后期L=1720m),提升角度a=00水平运输，胶带型号ST1000,qB=27.72kg/m;qGQ1500G122.14G220.74,=132.28kg/m；qR0=18.45kg/

16、m；qRu=6.91kg/m。3.6v3.63.15a01.2aU3(1)圆周驱动力计算主要阻力FHFH=fLgqR0+qRu+(2qB+qG)cos5f模拟摩1S系数，取f=0.03;L输送机长度，L=1720m；g重力加速度，g=9.81kg/m；qR0承载分支托辗组每米长度旋转部分重量，qR0=18.45kg/m；qRu回程分支托辗组每米长度旋转部分重量，qRu=6.91kg/m；.R1=-=150060.19=24.52,取i=25oqB每米长度输送带质量，qB=27.72kg/m;qG每米长输送物料质量，qG=132.28kg/m；输送机倾角，6=0水平运输。则FH=0.03X172

17、0X9.81X(18.45+6.91+2X27.72+132.28)=107860N。附加阻力FNFN=(L+100)+L-1)XFH=6271N。主要特种阻力FSIFS1=F+FglF前倾托辗阻力，本输送机采用调心托辗，故F=0.2一_2-u2Ivgl_0.70.4639009.816附加特种阻力FS2FS2=AXpX33=(0.012+0.018)X105X0.7=2100NO倾斜阻力FStFSt=qGXgXH=0N。圆周驱动力FUFU=FH+FN+FSI+FS2+FSt=107860+6271+1503+2100=117734N(2)驱动功率计算传动滚筒轴功率PA=FUXv/1000=1

18、17734X3.15/1000=370.86kW电动机功率PM=PA/(刀刀,刀)=1.4X370.86=519.2kWo电动机功率取N=2X315kW0电动机选用YB3-355L2-4防爆电机，电压等级U=660/1140V,数量两台，软启动。(3)各点张力计算取第一传动滚筒围包角取a1=170,第二传动滚筒围包角a2=200,查表得e11=2.82,eu202=3.4。先设第二传动滚筒e”202使用足，则PI=P2=117734+2=58867NO贝FS1=Fgl=1503NO-2_23.150.73盘恋纬番轧当烹喝瓮急S2=SI-2-P2=83395-58867=24528N。SI=SI

19、-2+PI=83395+58867=142262N。S142262=1.70602.82（y两Ji!）S1-283395SLA=83395=3.4a0(qBhqG)g=23544NS3=42058N(满足)。8(一)admaF回minaU:Bg=10197N1.8满足。(6)制动力计算和制动器选择制动器安装于减速器的高速轴端，设计选用BYWZ5-500/121电力液压块式制动器，数量两台，额定制动转距为112022402m。(7)拉紧装置的选择型号为ZYJ500液压自控张紧，在皮带机头部安装，最大拉紧力为F=100kN,小车拉紧行程为S=10m。3、3-1煤主运暗上山大巷带式输送机S1-2=P

20、2X22e=58867X3.43.41=83395NO带宽B=1200mm,运输量Q=1500t/h,带速V=3.15m/s,全长L=720m,提升角度a=0-80,胶带型号ST1000,qB=22.8kg/m;qG=-=1500=132.28kg/m;3.6v3.63.15器密隐梵设罂总嘱今招G122.14,qR0=18.45kg/m；qRu=a01.2G220.74aU3=6.91kg/m。(1)圆周驱动力计算主要阻力FHFH=fLgqRO+qRu+(2qB+qG)cos6f模拟摩1S系数，取f=0.03;L输送机长度，L=720m；g重力加速度，g=9.81kg/m；qR0承载分支托辗组

21、每米长度旋转部分重量，qR0=18.45kg/m；qRu回程分支托辗组每米长度旋转部分重量，qRu=6.91kg/m；qB每米长度输送带质量，qB=22.8kg/m;qG每米长输送物料质量，qG=132.28kg/m；输送机倾角，6=0-80。设计按最不利条件考虑，即水平段空载，倾斜段重载：贝(JFH水平=0.03X338X9.81X(18.45+6.91+2X22.8)=7059N;FH倾斜=0.03X382X9.81X(18.45+6.91+(2X22.8+132.28)cos8)=22654N;FH=FH水平+FH倾斜=7059+22654=29713N。附加阻力FNFN=(L+100)

22、+L-1)XFH=4127N。主要特种阻力FSIFS1=F+FglF前倾托辗阻力，本输送机采用调心托辗，故F=0_2_2 一u21vgl0.70.4639009.816FS1=Fg尸J=22=1503N附加特种阻力FS2FS2=AXpX33=(0.012+0.018)X105X0.7=2100NO倾斜阻力FStFSt=qGXgXH=132.28X9.81X(-53)=-68776N。圆周驱动力FUFU=FH+FN+FSI+FS2+FSt=29713+4127+1503+2100-68776=-31333N圆周驱动力为负值，说明电动机处于发电工况。(2)驱动功率计算传动滚筒轴功率PA=FuXv/

23、1000=31333X3.15/1000=98.7kW电动机功率PM=PA/(刀刀,刀)=1.4X98.7=138.18kW0电动机功率取N=2X132kW。电动机选用YB3-315M-4防爆电机，电压等级U=660/1140V,数量两台，软启动。(3)各点张力计算取 第 一 传 动 滚 筒 围 包 角 取a1=170, 第 二 传 动 滚 筒 围 包 角a2=200, 查 表 得e01=2.82,eu202=3.4。先设第二传动滚筒e”202使用足，则PI=P2=31333+2=15666.5NO22eSI-2=P2X2-2=15666.5Xe22221S2=SI-2-P2=22194-15

24、666.5=6527.5NOSI=SI-2+PI=22194+15666.5=37860.5N=37860.5=1.70602.82(才两足)oS1-222194222194=3.403.4(,两Ji!)oS26527.5输送带下垂度校核：F承mina(q/G)g=23544N。8()admaF回minaUqBg=10197No8(-)adma按垂度条件，应满足S21F回min110197N,取S2=10197N。S3=S2-FH2-FSt2=10197-6248-11854=-7905N其中：FH2=fLg(qRU+qBcosS)=0.03X720X9.81X(6.91+22.8cos8)=

25、6248N。FSt2=gqBHi=9.81X22.8X53=11854N。D34=22194NO3.41由上述计算，S3不能满足输送带下垂度条件，故最小张力应由S3来决定。取S3=23544N,则S2=S3+FH2+Fst2=23544+6248+11854=41646NoS1=S2+FU=41646+31333=72979N0(4)带强及静安全系数Fmax=Si=72979N,静安全系数m=1200X100072979=16.44,满足要求。(5)减速器选型计算60v603.15n2=75.24。D3.140.8i=1500=19.94,设计取减速器速比i=20。0275.24设计选用的H2

26、SH8+FAN型减速器，速比i=20,安全系数FS=2.31.8满足。(6)制动力计算和制动器选择制动器安装于减速器的低速轴端，经计算所需制动力距MZ=50714N-m。设计选用KPZ1200/4x100型盘式制动器，数量一台，额定制动转距为110kN-m,满足要求。(7)拉紧装置的选择型号为DYL-01-6/5液压自动张紧，最大拉紧力为F=60kN,小车拉紧行程为S=4m,安装于卸载滚筒处。4、井下带式输送机技术特征汇总见表5-1-1。四、带式输送机的保护1、逆转保护装置：装在胶带上的摩擦轮反转时触动限位开关，使制动闸动作，输送机停车。2、打滑保护装置：当胶带打滑时，装在胶带上的摩擦轮速度变

27、化使继电器动作，输送机停车。3、防跑偏保护装置：在胶带机的两侧、驱动轮、尾轮及中部安装。胶带跑偏时，继电器动作，输送机停车。4、紧急停车拉绳开关：在输送机人行道一侧通长布置。5、输送机采用运输机综合保护监控装置一套。设计选用钢纯芯阻燃抗静电胶带输送机，带强为1000N/mm。胶带最大张紧力表5-1-1带式输送机技术特征汇总表项目单位带式输送机5-1煤主运输大巷带式输送机3-1煤主运暗上山胶带输送机3-1煤盘区主运大巷带式输送机输送量t/h100015001500带宽mm100012001200带速m/s3.153.153.15带式输送机长度m10607201000提升高度m-22-530托辐槽

28、角353535托辐直径mm133133133带强N/mm10006301000传动滚筒直径mm1000800800电机功率kW2X1602X1322X315输送带安全系数16.810.368.43驱动装置规格/数量双电机驱动双电机驱动双电机驱动第三节辅助运输方式及设备一、辅助运输方式矿井设计生产能力1.20Mt/a,移交生产时井下布置一个综采工作面、 一个综掘工作面和一个炮掘工作面。井下辅助运输系统由副斜井、5-1煤辅助运输大巷、3-1煤辅运暗上山、3-1煤辅助运输大巷、3-1煤盘区辅运大巷和工作面辅助运输巷（顺槽）组成。该井田开采煤层具有无轨运输的条件。无轨运输的优点：车辆适应性强，可以适应

29、巷道的起伏变化；运输距离长，可实现从地面到井下所需地点的连续运输；机动灵活，可实现一车多用；运输速度快，效率高；占用人员少，搬家速度快。采用无轨胶轮车运输是我国大型矿井的主要辅助运输方式，尤其是神府矿区的矿井，顺应了我国煤炭行业高产、高效的发展趋势。只要条件适宜，辅助运输都优先选用无轨运输。无轨运输的缺点：车辆车体较宽（高），行驶中的安全间隙较大，考虑会车等碉室，故井巷工程投资大。从经济上看，有轨运输在初期比无轨运输有明显优势，但是从运行角度以及长远来看,无轨运输系统简单，利于管理，可实现直达运输。综上所述，设计确定该矿井井下辅助运输采用无轨胶轮车运输。二、辅助运输设备1、设计依据矿井设计生产

30、能力1.20Mt/a,在井下布置一个综采工作面， 一个综掘工作面和一个炮掘工作面。井下辅助运输采用防爆低污染柴油机无轨胶轮车从地面到工作面连续运输方式。辅助运输系统由副斜井、辅助运输大巷和工作面回风巷组成。无轨胶轮车在井下各巷道中双向行驶，为方便相向行驶的车辆错车，在巷道相应位置设置会车躲避碉室。井下主要辅助运输工作内容为：运送人员、设备、什石、锚杆、坑木、波纹钢带、水泥砂石、综采支架及其它材料等。综采工作面辅助运输工作量为：人员13人/班，坑木3n3/d,其它材料2t/d;综掘工作面辅助运输工作量为： 人员6人/班， 锚杆850kg/d,波纹钢带550kg/d,其它材料2t/d;炮掘工作面辅

31、助运输工作量为：人员6人/班，水泥砂石20t/d,锚杆1250kg/d,其它材料2t/d。最大班下井工人数53人。最大部件(综采支架)重35t。矿井投产时， 地面至31101综采工作面运距约4.8km,至综掘工作面运距约3.5km,至炮掘工作面运距3.0km。2、设备选型根据该矿井辅助运输内容和运输距离等特点， 无轨胶轮车主要按国产设备选型， 依据国内主要生产厂家的产品性能经比较后， 选用山西天地煤机装备有限公司以及常州科试中心有限公司生产的井下防爆无轨辅助运输胶轮车，液压支架以及大型设备的拖运、铲装车辆采用租赁的形式。设计选用的无轨胶轮车均为防爆型柴油车，种类和台数如下：防爆无轨胶轮人车2台

32、；防爆无轨胶轮材料车2台；后翻自卸式无轨胶轮车2台；支架搬运车1台(租用)。2台WC20RB)型防爆运人无轨胶轮车，主要技1、WC20R(B)型(MCG110001)2、WC3J型(MCG130013)3、WC5E(B)型(MCG090027)4、WC40Y(B)型各种车型具体参数描述如下：(1)井下上下班集中运送人员选用额定载重量5.0t;整车整备质量9.0t;最小转弯半径6400mm最小离地间隙220mm爬坡能力满载速度(水平干硬路面)I档7km/h,II档9.6-17km/h,m档17-30km/h；最大制动距离8m除速为20km/h的水平干硬路面上)。(4)运送液压支架及大型设备租用1

33、台WC40YB)型防爆无轨胶轮支架搬运车，主要技术参数如下：外形尺寸9200义2950义1700mm额定载重量40000kg;整车装备质量26000kg;最高行驶速度24km/h;最大爬坡能力纵向12,横向7;最小转弯半径内2.6m,外6.8m；最小离地间隙300mm;额定功率200kW。3、无轨胶轮车作业时间无轨胶轮车作业时间按运送人员平均车速14.4km/h(4m/s),运送材料平均车速15km/h(4.2m/s)计算。矿井投产时，副斜井井底至各作业点运人每往返一次的循环时间：地面至31101综采工作面约20min；至炮掘工作面约15min。地面至各作业点运材料每往返一次的循环时间：地面至31101综采工彳面约40min；至炮掘工作面约30min。矿井投产时每天副斜井井底至各作业点运材料时间：由副斜井井底至31101综采工作面运送坑木2次，运送其它材料3次，共约3.5h;至31102综掘工作面运送锚杆2次，运波纹钢带2次，运其它材料3次，共约3.0h;至炮掘面运锚杆2次，运其它材料3次，运水泥砂石5次，共约5.0ho